DE202016104743U1

DE202016104743U1 - Fluidantriebsvorrichtung, Motoraggregat und Fliehkraftreibungskupplung hiervon

Info

Publication number: DE202016104743U1
Application number: DE202016104743.9U
Authority: DE
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2017-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: KR20170031036A; BR102016020164A2; US20170058972A1; JP3209814U; JP2017062034A; US10145427B2; CN106481693A; MX2016011273A; EP3139056A1; EP3139056B1

Abstract

Fliehkraftreibungskupplung, umfassend:
ein Befestigungselement (20) zur Befestigung an einer Drehwelle (11), wobei das Befestigungselement (20) mindestens eine Führungsnut (29) definiert, die sich in einer radialen Richtung des Befestigungselements erstreckt und durch eine äußere Umfangsfläche des Befestigungselements verläuft;
mindestens einen Fliehblock (24), der in der mindestens einen Führungsnut (29) entsprechend gleitbeweglich aufgenommen ist; und
ein Laderad (26) mit einer inneren Öffnung (261), in der das Befestigungselement (20) aufgenommen ist, wobei ein Spalt zwischen einer Wand der inneren Öffnung (261) und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements (20) kleiner ist als eine Länge des Fliehblocks (24) entlang seiner Gleitrichtung.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fluidantriebsvorrichtungen und insbesondere ein Gebläse, ein Motoraggregat und eine Fliehkraftreibungskupplung des Gebläses und des Motoraggregats.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei einer Fluidantriebsvorrichtung wie beispielsweise einem Gebläse ist ein Motor mit einem Laufrad verbunden, um das Laufrad während des Betriebs drehend anzutreiben. Beim Starten des einphasigen Motors ist dessen Anlaufdrehmoment gering und unterliegt starken Schwankungen. Das Laufrad steht jedoch in diesem Initialzustand still, weshalb der Motor über eine große Rotationsträgheit und ein hohes Anlauf-Lastmoment verfügen muss. Dadurch können während des Anlaufens leicht Vibrationen entstehen oder noch schlimmer: der Motor läuft nicht an.
Eine typische Vorgehensweise zum Starten des einphasigen Motors unter Last ist der Einsatz einer Reibungs-Anlaufvorrichtung, um zunächst den Motor in Drehung zu setzen, wodurch wiederum das Laufrad nach und nach in Drehung gesetzt wird. Eine aktuelle Reibungs-Anlaufvorrichtung besteht aus bogenförmigen Platten und einer Ringfeder. Mehrere bogenförmige Platten sind an dem Laufrad angeordnet und liegen an demselben Kreis. Die Ringfeder umschließt die Außenseiten der mehreren bogenförmigen Platten. Ein Endbereich einer Drehwelle des Motors erstreckt sich in eine Öffnung hinein, die durch die zusammenwirkenden mehreren bogenförmigen Platten definiert wird. Während sich die Drehwelle des Motors dreht, übt die Ringfeder eine Einschnürungskraft auf diese mehreren bogenförmigen Platten aus, so dass zwischen den bogenförmigen Platten und der Drehwelle eine Reibkraft erzeugt wird. Bei dieser Konstruktion ändert sich die Reibkraft jedoch kaum, wenn sich die Drehzahl ändert, was ein Nachteil ist, wenn die Rotationsträgheit und die Anlauflast bei beginnendem Anlaufen verringert werden sollen. Das Problem der Vibrationen und eines Anlaufversagens des Motors können mit dieser Konstruktion daher nicht wirksam gelöst werden.
Aus diesem Grund besteht der dringende Wunsch, die Rotationsträgheit und die Anlauflast zu verringern, die beim Starten des Motors auf die Drehwelle wirkt, um Schaden zu verhindern, der durch die Vibrationen und ein Anlaufversagen des Motors verursacht wird.
ÜBERSICHT
Deshalb wird eine Fliehkraftreibungskupplung gewünscht, um die Rotationsträgheit und das auf die Drehwelle wirkende Anlauf-Lastmoment zu verringern und die Anlaufleistung zu verbessern. Ebenso werden ein Motoraggregat und eine Fluidantriebsvorrichtung gewünscht, die die vorgenannte Fliehkraftreibungskupplung verwenden.
Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, wird durch vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung bereitgestellt: eine Fliehkraftreibungskupplung, umfassend ein Befestigungselement zur Befestigung an einer Drehwelle, wobei das Befestigungselement mindestens eine Führungsnut definiert, die sich in einer radialen Richtung des Befestigungselements erstreckt und durch eine äußere Umfangsfläche des Befestigungselements verläuft; mindestens einen Fliehblock, der in der mindestens einen Führungsnut entsprechend gleitbeweglich aufgenommen ist; und ein Laderad mit einer inneren Öffnung, in der das Befestigungselement aufgenommen ist, wobei ein Spalt zwischen einer Wand der inneren Öffnung und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements kleiner ist als eine Länge des mindestens einen Fliehblocks entlang seiner Gleitrichtung.
Vorzugsweise umfasst das Befestigungselement in der Fliehkraftreibungskupplung: eine Positionierungsschafthülse zur Befestigung an der Drehwelle; einen die Führungsnut aufweisenden Stützbereich mit einer Verbindungsöffnung für die Bewerkstelligung einer umfangsseitigen Positionierung zwischen dem Stützbereich und der Positionierungsschafthülse; und eine erste Anschlagplatte, die für eine axiale Positionierung des Stützbereichs mit der Positionierungsschafthülse fest verbunden ist.
Vorzugsweise sind die Positionierungsschafthülse und die erste Anschlagplatte in der Fliehkraftreibungskupplung eine einstückige Konstruktion.
Vorzugsweise ist in der Fliehkraftreibungskupplung ein Teil der Positionierungsschafthülse, der sich in eine Verbindungsöffnung des Stützbereichs hinein erstreckt, eine nicht kreisförmige Konstruktion, und die Verbindungsöffnung ist eine nicht kreisförmige Öffnung, die an die nicht kreisförmige Konstruktion angepasst ist.
Vorzugsweise hat in der Fliehkraftreibungskupplung der Teil der Positionierungsschafthülse, der sich in die Verbindungsöffnung des Stützbereichs hinein erstreckt, eine Prismenstruktur.
Vorzugsweise ist der Stützbereich in der Fliehkraftreibungskupplung eine kreiszylinderförmige Konstruktion mit einem konstanten Durchmesser. Die innere Öffnung des Laderades ist eine kreisförmige innere Öffnung, die an den Stützbereich angepasst ist, und eine Endfläche des mindestens einen Fliehblocks in Richtung auf eine Außenseite des Stützbereichs ist eine konvexe Bogenfläche.
Vorzugsweise hat die konvexe Bogenfläche in der Fliehkraftreibungskupplung den gleichen Krümmungsradius wie die Wand der inneren Öffnung und ist zu der inneren Öffnung des Laderades koaxial angeordnet.
Vorzugsweise ist die innere Öffnung des Laderades in der Fliehkraftreibungskupplung eine gestufte Öffnung. Der Stützbereich ist in einer Öffnung mit großem Durchmesser der gestuften Öffnung angeordnet, und eine von der ersten Anschlagplatte entfernte Endfläche des Stützbereichs kontaktiert eine Stufenendfläche der gestuften Öffnung.
Vorzugsweise ist die innere Öffnung des Laderades in der Fliehkraftreibungskupplung eine kreiszylindrische Öffnung, und ein von der ersten Anschlagplatte entferntes Ende des Stützbereichs ist für eine Befestigung an der Drehwelle mit einer zweiten Anschlagplatte versehen.
Vorzugsweise ist eine elastische Scheibe in der Fliehkraftreibungskupplung an einem Ende des mindestens einen Fliehblocks in Richtung auf eine radiale Innenseite des Stützbereichs vorgesehen.
Vorzugsweise ist das Befestigungselement in der Fliehkraftreibungskupplung eine einstückige Konstruktion.
Vorzugsweise ist das Laderad in der Fliehkraftreibungskupplung mit Verriegelungsnuten zum Verriegeln mit einer Last versehen.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Führungsnut in der Fliehkraftreibungskupplung zwei oder mehr Führungsnuten, die in einer Umfangsrichtung des Befestigungselements gleichmäßig an dem Befestigungselement angeordnet sind.
Durch vorliegende Erfindung wird ferner ein Motoraggregat angegeben, umfassend einen einphasigen Motor. Das Motoraggregat umfasst ferner eine Fliehkraftreibungskupplung gemäß einer der vorstehend angegebenen Fliehkraftreibungskupplungen.
Vorzugsweise umfasst das Motoraggregat ferner ein Positionsbegrenzungselement, das an der Drehwelle des Motors angeordnet ist, um die axiale Bewegung des Laufrads zu begrenzen, wobei das Positionsbegrenzungselement auf einer dem Motor gegenüberliegenden Seite der Fliehkraftreibungskupplung angeordnet ist.
Durch vorliegende Erfindung wird ferner eine Fluidantriebsvorrichtung angegeben, die ein Laufrad und ein Einphasenmotoraggregat umfasst. Das Einphasenmotoraggregat ist ein Einphasenmotoraggregat gemäß einem der vorstehend angegebenen Einphasenmotoraggregate.
Wie die vorstehend angegebenen technischen Lösungen zeigen, dreht sich das Befestigungselement bei der erfindungsgemäßen Fliehkraftreibungskupplung während des Anlaufens des Motors mit der Drehwelle, und die Fliehblöcke bewegen sich geführt durch die Führungsnuten in Richtung auf das Laderad. Bei einer relativ niedrigen Drehzahl der Drehwelle unterliegen die Fliehblöcke während ihrer Drehung mit dem Befestigungselement einer sehr geringen Fliehkraft. Das Ergebnis ist, dass die Fliehblöcke eine sehr geringe Druckkraft auf die Wand der inneren Öffnung des Laderades ausüben, so dass zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad eine sehr geringe Reibkraft erzeugt wird. Mit zunehmender Drehzahl der Drehwelle nimmt die auf die Fliehblöcke wirkende Fliehkraft deutlich zu, und dementsprechend vergrößert sich auch die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad deutlich. Da die Reibungskupplung wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad beim Anlaufen des Motors sehr gering (die Drehzahl der Drehwelle ist niedrig). Beim Anlaufen des Motors sind das Laderad und das Laufrad fest verbunden, und das Laufrad steht still. Die Fliehblöcke und das Laderad bilden eine Gleitreibungspaarung, so dass zwischen dem feststehenden Element und dem Laderad eine relative Gleitbewegung erfolgt. Wenn die Drehzahl der Drehwelle des Motors zunimmt, nimmt die Zentrifugalkraft der Fliehblöcke zu und desgleichen die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad. Das Ergebnis ist, dass das Maß der relativen Gleitbewegung zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad abnimmt, bis die Fliehblöcke und das Laderad relativ zueinander zum Stillstand kommen, in welchem Fall die Drehzahl des Laderades allmählich auf die Synchrondrehzahl des Motors ansteigt. Bei der erfindungsgemäßen Fliehkraftreibungskupplung ist die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken und dem Laderad direkt proportional zum Quadrat der Drehzahl der Drehwelle. Bei einer niedrigen Drehzahl (Anlaufphase des Motors) findet die relative Gleitbewegung zwischen dem Befestigungselement und dem Laderad statt, wodurch die Rotationsträgheit und das Anlauf-Lastmoment, das auf die Drehwelle wirkt, verringert werden. Dadurch werden die Vibrationen beim Anlaufen des Motors verringert, was zu einer wirksamen Verringerung der Vibrationsgeräusche führt. Darüber hinaus wird ein Anlaufversagen des Motors verhindert, wodurch die Anlaufleistung des Motors wirksam verbessert wird.
Das Motoraggregat und die Fluidantriebsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung enthalten die vorstehend beschriebene Fliehkraftreibungskupplung und sollten daher die gleichen technischen Ergebnisse erzielen können, die an dieser Stelle nicht mehr näher beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für eine detaillierte Beschreibung der technischen Lösungen im Stand der Technik oder der Ausführungsformen vorliegender Erfindung wird auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen sind lediglich einige mögliche Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es ist dem Fachmann möglich, auf der Grundlage dieser Zeichnungen ohne kreatives Zutun weitere Zeichnungen zu erstellen.
1 ist eine Schnittansicht einer Fluidantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt in einer Ansicht einen Stützbereich, Fliehblöcke und elastische Scheiben der Fliehkraftreibungskupplung der Ausführungsform vorliegender Erfindung in einem zusammengesetzten Zustand;
3 zeigt in einem Sprengbild ein Motoraggregat in der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
4 zeigt in einem Sprengbild die Fliehkraftreibungskupplung in der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
5 zeigt die Fluidantriebsvorrichtung von 1, wobei das Laufrad entfernt wurde;
6 zeigt eine weitere Konstruktion des Motoraggregats in der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Bezugszeichenliste

1: Motor
11: Drehwelle
12: Positionsbegrenzungselement
13: Befestigungsschraube
2: Fliehkraftreibungskupplung
20: Befestigungselement
21: Erste Anschlagplatte
22: Positionierungsschafthülse
23: Stützbereich
24: Fliehblock
25: Elastische Scheibe
26: Laderad
27: Verriegelungsnut
28: Zweite Anschlagplatte
29: Führungsnut
3: Laufrad

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Vorliegende Erfindung offenbart eine Fliehkraftreibungskupplung, die die Rotationsträgheit und das auf die Drehwelle wirkende Anlauf-Lastmoment verringert um die Anlauflesitung zu verbessern. Vorliegende Erfindung offenbart ferner ein Motoraggregat und eine Fluidantriebsvorrichtung, in welcher vorstehende Fliehkraftreibungskupplung verwendet wird.
Die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Detail erläutert, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich ein Teil der möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Auf der Grundlage der beschriebenen Ausführungsformen wird der Fachmann ohne erfinderisches Zutun weitere Ausführungsformen erzielen, die in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
1 ist eine Schnittansicht einer Fluidantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt einen Stützbereich, Fliehblöcke und elastische Scheiben einer Fliehkraftreibungskupplung in einem zusammengesetzten Zustand. 3 ist ein Sprengbild eines Motoraggregats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Fliehkraftreibungskupplung zur Verwendung beim Starten eines Motors unter Last gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Befestigungselement 20, eine Mehrzahl von Fliehblöcken 24 und eine Laderad 26. Das Befestigungselement 20 ist an einer Drehwelle 11 eines Motors 1 befestigt. Ferner definiert das Befestigungselement 20 eine Vielzahl von Führungsnuten 29, die sich jeweils in einer radialen Richtung des Befestigungselements 20 und durch eine äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 20 erstrecken. Die Fliehblöcke 24 sind gleitbeweglich in den Führungsnuten 29 aufgenommen. Aus diesem Grund können die Fliehblöcke 24 entlang der entsprechenden Führungsnuten 29 aus der Umfangsfläche des Befestigungselements 20 ausfahren. Das Laderad 26 wird verwendet, um mit einem Laufrad 3 fest verbunden zu werden. Das Laderad 26 hat eine innere Öffnung 261, in welcher das Befestigungselement 20 aufgenommen ist. Ein Spalt zwischen einer Wand der inneren Öffnung 261 und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 20 ist kleiner als eine Länge des jeweiligen Fliehblocks 24 entlang seiner Gleitrichtung. Dadurch fallen die Fliehblöcke 24 nicht aus dem Spalt zwischen der Wand der inneren Öffnung 261 und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 20.
Es versteht sich, dass die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 20 eine äußere Umfangsfläche ist, die sich entlang der axialen Richtung der Drehwelle 11 erstreckt. Nimmt man ein zylindrisches Befestigungselement als Beispiel, ist die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 20 die zylindrische Außenfläche. Vorzugsweise hat der Spalt zwischen der Wand der inneren Öffnung 261 und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 20 eine Größe von 0 bis 0,05 mm.
Bei der erfindungsgemäßen Fliehkraftreibungskupplung dreht sich das Befestigungselement 20 mit der Drehwelle 11, während der Motor 1 anläuft, und die Fliehblöcke 24 bewegen sich geführt durch die Führungsnuten 29 in Richtung auf das Laderad. Wenn die Drehzahl der Drehwelle 11 sehr niedrig ist, sind die Fliehblöcke 24 während ihrer Drehung mit dem Befestigungselement 20 einer sehr geringen Fliehkraft ausgesetzt. Aus diesem Grund üben die Fliehblöcke 24 eine sehr geringe Druckkraft auf die Wand der inneren Öffnung 261 des Laderades 26 aus, so dass zwischen den Fliehblöcken 24 und dem Laderad 26 eine sehr geringe Reibkraft erzeugt wird. Wenn sich die Drehzahl der Drehwelle 11 erhöht, nimmt die auf die Fliehblöcke 24 wirkende Fliehkraft deutlich zu. Dementsprechend wird die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken 24 und dem Laderad 26 deutlich vergrößert. Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration der Reibkupplung ist die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken 24 und dem Laderad 26 beim Anlaufen des Motors 1 (die Drehzahl der Drehwelle 11 ist niedrig) sehr gering. Beim Starten des Motors sind das Laderad 26 und das Laufrad 3 fest verbunden, und das Laufrad 3 steht still. Dadurch bilden der Fliehblock 24 und das Laderad 26 eine Gleitreibungspaarung, und es erfolgt deshalb eine relative Gleitbewegung zwischen dem Befestigungselement 20 und dem Laderad 26. Wenn sich die Drehzahl der Drehwelle 11 des Motors 1 erhöht, vergrößert sich die Zentrifugalkraft der Fliehblöcke 24, und es vergrößert sich auch die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken 24 und dem Laderad 26. Das Ergebnis ist, dass das Maß der relativen Gleitbewegung zwischen dem Fliehblock 24 und dem Laderad 26 abnimmt, bis der Fliehblock 24 und das Laderad 26 relativ zueinander zum Stillstand kommen, in welchem Fall die Drehzahl des Laderades 26 allmählich auf die Synchrondrehzahl des Motors ansteigt. Bei der erfindungsgemäßen Fliehkraftreibungskupplung ist die Reibkraft zwischen den Fliehblöcken 24 und dem Laderad 26 direkt proportional zum Quadrat der Drehzahl der Drehwelle 11. Im Zustand einer niedrigen Drehzahl (Anlaufen des Motors 1) erfolgt die relative Gleitbewegung zwischen dem Befestigungselement 20 und dem Laderad 26, wodurch die Rotationsträgheit und das auf die Drehwelle 11 wirkende Anlauf-Lastmoment und damit die Vibrationen beim Anlaufen des Motors 1 verringert werden. Dies führt zu einer effektiven Verringerung der Vibrationsgeräusche. Zusätzlich wird ein Anlaufversagen des Motors 1 verhindert, wodurch die Anlaufleistung des Motors 1 effektiv verbessert wird.
Das Befestigungselement 20 ist durch Schrauben, Stifte, Niete oder Klebstoff, die vorliegend nicht näher beschrieben werden, mit der Drehwelle 11 fest verbunden.
Es wird auf 4 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform umfasst das Befestigungselement 20 der Fliehkraftreibungskupplung eine erste Anschlagplatte 21, eine Positionierungsschafthülse 22 und einen Stützbereich 23. Die Positionierungsschafthülse 22 ist an der Drehwelle 11 befestigt. Die Führungsnuten 29 sind in dem Stützbereich 23 definiert. Aus diesem Grund ist die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 20 die äußere Umfangsfläche des Stützbereichs 23 und die Führungsnuten 29 verlaufen durch die äußere Umfangsfläche des Stützbereichs 23. Der Stützbereich 23 ist mit der Positionierungsschafthülse 22 durch eine Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 verbunden.
Die erste Anschlagplatte 21 ist mit der Positionierungsschafthülse 22 fest verbunden, um den Stützbereich 23 zu positionieren. Beim Montieren der Fliehkraftreibungskupplung gemäß vorliegender Ausführungsform an der Drehwelle 11 des Motors 1 werden die Positionierungsschafthülse 22 und die erste Anschlagplatte 21 fest an der Drehwelle 11 montiert. Anschließend erfolgt die Montage des Befestigungsbereichs 23 an der Drehwelle 11, so dass sich die Positionierungsschafthülse 22 durch die Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 zur Umfangsposition des Stützbereichs 23 erstreckt und ein Ende des Stützbereichs an die erste Anschlagplatte 21 stößt, um axial positioniert zu werden. Die Fliehblöcke 24 sind jeweils in den Führungsnuten 29 des Stützbereichs 23 montiert. Das Laderad 26 wird dann unter Abdeckung einer Außenseite des Stützbereichs 23 an derselben befestigt, so dass der Stützbereich 23 und die Fliehblöcke 24 durch das Laderad 26 axial positioniert werden. Mit der vorstehenden Konfiguration wird die Positionierung des Stützbereichs 23 erreicht und darüber hinaus das Montieren des Befestigungselements 20 erleichtert.
Insbesondere sind die Positionierungsschafthülse 22 und die erste Anschlagplatte 21 einstückig ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung der Positionierungsschafthülse 22 und der ersten Anschlagplatte 21 genügt es, wenn die Positionierungshülse 22 oder die Anschlagplatte 21 relativ zu der Drehwelle festgelegt werden. Außerdem wird die separate Fertigung und Montage der Positionierungsschafthülse 22 und der ersten Anschlagplatte 21 vermieden, was die Montage ebenfalls erleichtert. In dieser Ausführungsform ist die Positionierungsschafthülse 22 vorzugsweise durch Bolzen an der Drehwelle 11 befestigt. Bei der Fliehkraftreibungskupplung dieser Ausführungsform ist ein Teil der Positionierungsschafthülse 22, der sich in die Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 hinein erstreckt, eine nicht kreisförmige Konstruktion, und die Verbindungsöffnung 231 ist eine nicht kreisförmige Öffnung, die an die Konstruktion der Positionierungsschafthülse 22 angepasst ist. Das heißt, der Teil der Positionierungsschafthülse 22, der sich in die Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 hinein erstreckt, hat einen nicht kreisförmigen Querschnitt, und die Verbindungsöffnung 231 hat eine Form, die an die Form des Querschnitts der Positionierungsschafthülse 22 angepasst ist, wodurch die umfangsseitige Positionierung des Stützbereichs 23 noch zusätzlich erleichtert wird. In einer alternativen Ausführungsform kann die Positionierungsschafthülse 22 kreiszylinderförmig ausgebildet sein, die Verbindungsöffnung 231 ist eine kreisförmige Öffnung, und die umfangsseitige Positionierung zwischen der Positionierungsschafthülse und der Verbindungsöffnung 231 kann durch eine Presspassung zwischen Hülse und Öffnung erreicht werden.
Insbesondere ist der Teil der Positionierungsschafthülse 22, der sich in die Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 hinein erstreckt, eine prismenförmige Konstruktion, und die Verbindungsöffnung 231 ist eine polygonale Öffnung, die an die prismenförmige Konstruktion angepasst ist. Durch den Eingriff zwischen der Verbindungsöffnung 231 und der prismenförmigen Konstruktion wird die umfangsseitige Positionierung zwischen der Positionierungshülse 22 und dem Stützbereich 23 auf wirksame Weise erzielt. Alternativ kann der Teil der Positionierungsschafthülse 22, der sich in die Verbindungsöffnung 231 des Stützbereichs 23 hinein erstreckt, auch eine andere Konstruktion sein, zum Beispiel eine sichelförmige oder ovale Konstruktion.
Der Stützbereich 23 ist zylinderförmig, und die Verbindungsöffnung 231 ist koaxial zu dem Stützbereich 23 gebildet. Dadurch sind der Stützbereich 23 und die Drehwelle 11 koaxial angeordnet, wodurch die Stabilität der Drehung des Stützbereichs 23 verbessert wird. Die innere Öffnung 261 des Laderades 26 ist eine kreisförmige innere Öffnung, die an den Stützbereich 23 angepasst ist. Eine Endfläche jedes der Fliehblöcke 24 in Richtung auf die Außenseite des Stützbereichs 23 ist eine konvexe Bogenfläche mit dem gleichen Krümmungsradius wie die Wand der inneren Öffnung 261 und ist koaxial zu der inneren Öffnung 261 angeordnet. Durch die Ausbildung der Endfläche als konvexe Bogenfläche kontaktiert die Endfläche die Wand der inneren Öffnung 261, wodurch der Reibungsverlust des sich mit dem Laderad 26 in Kontakt befindenden Endes des Fliehblocks 24 reduziert wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, hat die konvexe Bogenfläche den gleichen Krümmungsradius wie die Wand der inneren Öffnung 261 und ist koaxial zu der inneren Öffnung 261 angeordnet. Durch diese Konfiguration ist der Fliehblock 24 für einen Kontakt mit dem Laderad 26 von Oberfläche zu Oberfläche ausgebildet, wodurch der Kontaktbereich zwischen dem Fliehblock 24 und dem Laderad 26 vergrößert und die Erzeugung der Reibkraft zwischen dem Fliehblock und dem Laderad erleichtert wird.
Alternativ kann der Stützbereich 23 auch einstückig mit der Positionierungsschafthülse 22 und der ersten Anschlagplatte 21 ausgebildet sein.
Die Anzahl der Führungsnuten 29 in dieser Ausführungsform beträgt insbesondere vier, wobei zwei benachbarte Führungsnuten 29 zwischen sich einen Winkel von 90 Grad bilden. Alternativ kann die Anzahl der Führungsnuten 29 auch eine andere sein, zum Beispiel drei, zwei oder mehr als fünf.
Wenn sich der Motor 1 mit einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, ist die Fliehkraft der Fliehblöcke 24 gering. Deshalb ist ein Aneinanderschlagen der Fliehblöcke 24 und des Stützbereichs 23 unter dem Einfluss von Schwerkraft unvermeidlich. Um Geräusche zu verringern, die durch dieses Aneinanderschlagen der Fliehblöcke 24 und des Stützbereichs 23 generiert werden, ist in dieser Ausführungsform an einer radialen Innenseite jedes der Fliehblöcke 24 in Richtung auf den Stützbereich 23 eine elastische Scheibe 25 angeordnet, wie in 2 gezeigt. Die elastische Scheibe 25 kann aus Filz oder aus Silikongummi bestehen.
Ferner kann zwischen den Fliehblöcken 24, den Führungsnuten 29, dem Stützbereich 23 und dem Laderad 26 Schmierfett vorgesehen sein, wodurch das Ergebnis der Wärmeableitung verbessert und ein Schmiereffekt erzielt wird, der den Reibungsverlust verringert.
Es wird auf 1 Bezug genommen. In der ersten Ausführungsform ist die innere Öffnung 261 des Laderades 26 eine gestufte Öffnung, die koaxial angeordnete Öffnungen mit großem und mit kleinem Durchmesser aufweist. Der Stützbereich 23 ist in der Öffnung mit großem Durchmesser angeordnet. Eine von der ersten Anschlagplatte 21 entfernte Endfläche des Stützbereichs 23 stößt an eine Stufenendfläche der gestuften Öffnung. Die Öffnung mit kleinem Durchmesser erlaubt den Durchtritt der Drehwelle 11.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Um die umfangsseitige Positionierung zwischen dem Laderad 26 und dem Laufrad 3 sicherzustellen, ist das Laderad 26 mit Verriegelungsnuten 27 zum Verriegeln mit der Last ausgebildet. Alternativ kann die Positionierung zwischen dem Laderad 26 und dem Laufrad 3 auch mittels Bolzen, Zapfen, Nieten oder Klebstoff erreicht werden.
Die Verriegelungsnuten 27 sind in einer Außenfläche des Laderades 26 gebildet. Für einen Eingriff zwischen dem Laufrad 3 und den Verriegelungsnuten 27 des Laderades 26 sind an dem Laufrad 3 Vorsprünge für den Eingriff mit den Verriegelungsnuten 27 gebildet. In einer weiteren Ausführungsform können an dem Laderad vorspringende Elemente gebildet sein, wobei an dem Laufrad entsprechende Verriegelungsnuten vorgesehen sind.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Um die axiale Positionierung des Laufrads zu erleichtern, umfasst das Motoraggregat gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Positionsbegrenzungselement 12, das an der Drehwelle 11 des Motors 1 angeordnet ist, um die axiale Bewegung des Laufrads 3 zu begrenzen. Das Positionsbegrenzungselement 12 ist auf einer dem Motor 1 gegenüberliegenden Seite der Fliehkraftreibungskupplung 2 angeordnet.
Das Positionsbegrenzungselement 12 ist mit einer Befestigungsschraube 13 an der Drehwelle 11 positioniert. In einer alternativen Ausführungsform kann das Positionsbegrenzungselement 12 auch als Mutter ausgebildet sein, wobei ein Endbereich der Drehwelle 11 mit einem Gewinde für den Eingriff mit der Mutter versehen ist. Eine noch weitere Ausführungsform sieht die Ausbildung des Positionsbegrenzungselements 12 als Federbügel vor, wobei der Endbereich der Drehwelle 11 mit einer Verriegelungsnut für den Eingriff mit dem Federbügel versehen ist. Das Positionsbegrenzungselement 12 kann auch durch andere geeignete Konstruktionen implementiert sein, die hier nicht näher beschrieben sind und die in den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
Alternativ können das Laufrad 3 und das Laderad 26 einstückig ausgebildet sein.
Es wird auf 6 Bezug genommen. In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die innere Öffnung 261 des Laderades 26 ist eine zylindrische Öffnung mit konstantem Durchmesser. Eine zweite Anschlagplatte 28 ist an einem von der ersten Anschlagplatte 21 entfernten Ende des Stützbereichs 23 angeordnet. Durch eine Positionierung der zweiten Anschlagplatte 28 entlang der axialen Richtung der Drehwelle 11 kann der Stützbereich 23 ebenfalls axial positioniert werden.
Die Schafthülsen- und Anschlagplattenausbildungen können entfallen. Stattdessen ist das Befestigungselement 20 eine einstückige Konstruktion, und es muss lediglich das Befestigungselement 20 direkt an der Drehwelle 11 befestigt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ferner ein Motoraggregat mit einem einphasigen Motor 1 und einer Fliehkraftreibungskupplung 2 bereit. Die Fliehkraftreibungskupplung 2 ist eine der vorstehend beschriebenen Fliehkraftreibungskupplungen. Da mit den vorstehend beschriebenen Fliehkraftreibungskupplungen die vorstehend angegebenen technischen Ergebnisse erzielt werden, kann das Motoraggregat, in dem die vorstehend beschriebene Fliehkraftreibungskupplung verwendet wird, die beschriebenen technischen Ergebnisse ebenfalls erzielen, weshalb deren weitere Erläuterung an dieser Stelle entfällt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ferner eine Fluidantriebsvorrichtung mit einem Laufrad 3 und einem Motoraggregat bereit. Das Motoraggregat ist eines der vorstehend beschriebenen Motoraggregate. Da mit den vorstehend beschriebenen Motoraggregaten die vorstehend angegebenen technischen Ergebnisse erzielt werden, kann die Fluidantriebsvorrichtung, in der das vorstehend beschriebene Motoraggregat verwendet wird, die beschriebenen technischen Ergebnisse ebenfalls erzielen, weshalb deren weitere Erläuterung an dieser Stelle entfällt.
Sämtliche Ausführungsformen wurde in einer fortschreitenden Weise beschrieben. In der Beschreibung der jeweiligen Ausführungsform sind hauptsächlich die Unterschiede zu den anderen Ausführungsformen dargestellt sind, so dass jeweils wechselseitig auf gleiche und ähnliche Teile und Elemente Bezug genommen werden kann.
Vorliegende Erfindung wurde anhand einer oder mehrerer Ausführungsformen beschrieben, die dem Fachmann lediglich die praktische Ausführung oder Benutzung der Erfindung ermöglichen sollen. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen möglich sind, so dass die dargestellten Ausführungsformen nicht als Einschränkung der Erfindung zu sehen sind. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die anliegenden Ansprüche definiert.

Claims

Fliehkraftreibungskupplung, umfassend: ein Befestigungselement (20) zur Befestigung an einer Drehwelle (11), wobei das Befestigungselement (20) mindestens eine Führungsnut (29) definiert, die sich in einer radialen Richtung des Befestigungselements erstreckt und durch eine äußere Umfangsfläche des Befestigungselements verläuft; mindestens einen Fliehblock (24), der in der mindestens einen Führungsnut (29) entsprechend gleitbeweglich aufgenommen ist; und ein Laderad (26) mit einer inneren Öffnung (261), in der das Befestigungselement (20) aufgenommen ist, wobei ein Spalt zwischen einer Wand der inneren Öffnung (261) und der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements (20) kleiner ist als eine Länge des Fliehblocks (24) entlang seiner Gleitrichtung.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (20) umfasst: einen Stützbereich (23), der die Befestigungsnut (29) umfasst; und eine erste Anschlagplatte (21) für die axiale Positionierung des Stützbereichs (23).
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 2, wobei das Befestigungselement (20) ferner eine Positionierungsschafthülse (22) aufweist, die an der Drehwelle (11) befestig ist, und wobei der Stützbereich (23) an der Positionierungsschafthülse (22) befestigt ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 3, wobei ein sich in eine Verbindungsöffnung (231) des Stützbereichs (23) hinein erstreckender Teil der Positionierungsschafthülse (22) eine nicht kreisförmige Konstruktion ist und die Verbindungsöffnung (231) eine nicht kreisförmige Öffnung ist, die an die nicht kreisförmige Konstruktion angepasst ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 2, wobei der Stützbereich (23) eine kreiszylindrische Konstruktion mit einem konstanten Durchmesser ist, die innere Öffnung (261) des Laderades (26) eine kreisförmige innere Öffnung ist, die an den Stützbereich (23) angepasst ist, und eine Endfläche des mindestens einen Fliehblocks (24) in Richtung auf eine Außenseite des Stützbereichs (23) ein konvexe Bogenfläche ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 5, wobei die konvexe Bogenfläche den gleichen Krümmungsradius wie die Wand der inneren Öffnung (261) hat und zu der inneren Öffnung (261) des Laderades koaxial angeordnet ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 5, wobei die innere Öffnung (261) des Laderades (26) eine gestufte Öffnung ist, der Stützbereich (23) in einer Öffnung mit großem Durchmesser der gestuften Öffnung angeordnet ist und eine von der ersten Anschlagplatte (21) entfernte Endfläche des Stützbereichs (23) eine Stufenendfläche der gestuften Öffnung kontaktiert.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 5, wobei die innere Öffnung (261) des Laderades (26) eine kreiszylindrische Öffnung ist und ein von der ersten Anschlagplatte entferntes Ende des Stützbereichs (23) mit einer zweiten Anschlagplatte (28) zur Befestigung an der Drehwelle (11) versehen ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 2, wobei an einem Ende des mindestens einen Fliehblocks (24) in Richtung auf eine radiale Innenseite des Stützbereichs (23) eine elastische Scheibe (25) vorgesehen ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (20) eine einstückige Konstruktion ist.
Fliehkraftreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die mindestens eine Führungsnut (29) zwei oder mehr Führungsnuten (29) umfasst, die in einer Umfangsrichtung des Befestigungselements (20) gleichmäßig an dem Befestigungselement (20) angeordnet sind.
Fluidantriebsvorrichtung, umfassend ein Laufrad (3) und ein Motoraggregat, wobei das Motoraggregat, das die Fliehkraftreibungskupplung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und einen einphasigen Motor (1) mit der Drehwelle (11) umfasst, und das Laufrad (3) an dem Laderad (26) der Fliehkraftreibungskupplung (2) befestigt sind.
Fluidantriebsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Motoraggregat ferner ein Positionsbegrenzungselement (12) aufweist, das zur Begrenzung der axialen Bewegung des Laufrads (3) an der Drehwelle (11) des Motors (1) angeordnet ist, wobei das Positionsbegrenzungselement (12) auf einer dem Motor (1) gegenüberliegenden Seite der Fliehkraftreibungskupplung (2) angeordnet ist.